Isolanti Elettrici Comuni: Materiali, Proprietà e Usi
Cosa Rende un Buon Isolante?
Gli isolanti hanno un ampio band gap (> 5 eV) e nessun portatore libero alle temperature di esercizio. Gli elettroni sono strettamente legati; i campi applicati causano solo leggera polarizzazione, non conduzione.
Migliori Isolanti Pratici
| Materiale | Resistività di Volume (Ω·cm) | Rigidità Dielettrica (V/mil) | Usi Tipici |
|---|---|---|---|
| PTFE (Teflon) | 10¹⁸ | 1.500 | Dielettrico coassiale, PCB alta frequenza, wire wrap |
| FEP / PFA | 10¹⁸ | 1.400 | Guaine cavi plenum, materiale da laboratorio |
| PE reticolato (XLPE) | 10¹⁶ | 1.000 | Isolamento cavi potenza MT |
| EPR / EPDM Gomma | 10¹⁵ | 800 | Cavi flessibili, cavi motore |
| Gomma Silicone | 10¹⁵ | 500 | Cavi alta temperatura, isolanti esterni |
| PVC (plasticizzato) | 10¹³–10¹⁵ | 400–600 | Cavi edificio (NM-B, guaina THHN) |
| Polietilene (HDPE) | 10¹⁶ | 800 | Condotti telecom, coassiale a bassa perdita |
| Ceramica (Al₂O₃, Porcellana) | 10¹⁴ | 250 | Candele, boccole ALTA TENSIONE, substrati |
| Vetro (Soda-calce, Borosilicato) | 10¹²–10¹⁴ | 200–500 | Involucri, pass-through, guaina fibra ottica |
| Aria (secca, 1 atm) | ~10⁹ (superficie) | 75 (3 kV/mm) | Isolamento gap, condensatori variabili |
Isolanti Speciali ed Emergenti
- Poliammide (Kapton): 400 °C continuo, resistente alle radiazioni — cablaggi spazio.
- Mica / Nastro di mica: Cavi sopravvivenza incendio (integrità circuito > 2 h a 950 °C).
- Dielettrici nanocompositi: Epossidica + nanoparticelle SiO₂ — maggiore rottura, minore permittività.
Promemoria di Progettazione Critici
- Nessun isolante perfetto: Tutti si rompono a campo sufficiente (curva di Paschen per gas, rottura intrinseca per solidi).
- Tracciamento superficiale: Contaminazione + umidità creano percorsi conduttivi — regole distanze strisciamento/scorciatoia (IEC 60664) contano più della resistività di volume.
- Invecchiamento: UV, ozono, cicli termici, scariche parziali degradano i polimeri — derata per vita 20–40 anni.
Scegli l'isolante che sopravvive al tuo voltaggio, temperatura, flessione meccanica, esposizione chimica e ambiente normativo — non solo al numero di resistività più alto.